Система управления

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соеетскик

Социалистические

Республик 842703 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 17. 07. 79(21) 2799517/18-24 с присоединением заявки М (23) Приоритет (51)M. Кл.

G 05 В 11/01

9Ьеударстеенны11 квинтет

СССР ае делам лаабретеннй н втарытлй

Опубликовано 30. 06. 81. Бюллетень Рй 24

Дата опубликования описания 30. 06. 81 (53) УДК 62,50 (088. 8) (72) Авторы изобретения

В. И. Жиляков и А. В. Садовой (71) Заявитель

Коммунарский горно-металлургический институт (54) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к автоматическому управлению и может быть использовано при управлении летательными аппаратами.

Наиболее близкой по техническои

S сущности к предлагаемой является система автопилота в канале стабилизации крена, состоящая из последовательно соединенных первого суммато10 ра и первого корректирующего звена, второго сумматора, усилителя с перестраиваемым коэффициентом усиления, последовательно соединенных привода и объекта управления, состоящего из т5 инерционного и интегрирующего привода и объекта управления, состоящего из инерционного и инт егрирующе ro звена, выход которого через дифференцнатор с ,перестраиваемым коэффициентом усиления

20 и форсирующее звено подключен ко входу второго сумматора, и через второе корректирующее звено — ко входу первого сумматора Pl).

Недостатком этой схемы является ее cJIoxHocTb и громоздкость из-за необходимости подключения к основному контуру цепей самонастройки, а также инерционность процесса само, настройки.

Цель изобретения — повьапеииЕ быстродействия и упрощение системы.

Поставленная цель достигается тем, что в систему введены релейный элемент, вход которого подключен к выходу первого корректирующего звена, а выход — ко входу привода.

На фиг.l представлена схема предлагаемой системы; на фиг.2 — осциллограмчы работы системы.

Система содержит последовательно соединенные сумматор 1, первое корректирующее звено 2, релейный элемент 3, рулевой привод 4, обьект регулирования, состоящий из инерционного 5 н интегрирующего 6 звеньев, выход которого через второе корректи3 рующее звено 7 подключен на вход сумматора 1, Система работает следующим образом.

Поскольку для канала крена задающее воздействие g <>(+) =О при отсутствии внешнего возмущения У на вход релейного элемента 3 поступает сигнал, равный нулю, релейный элемент работает в скользящем режиме, определяя нулевой сигнал на входе рулевого привода 4, т.е. здесь высота полки реле равна нулю.

В предлагаемой системе в отличие от известной исключается усилитель с перестраиваемым коэффициентом усиления в прямой цепи и цепь обратной связи, соединяющая выход системы со входом усилителя с перестраиваемым коэффициентом усиления посредством дифференциатора с перестраиваемым коэффициентом усиления и форсирующего звена; передаточная функция последовательного корректирующего звена 2 и выбирается без интегрирующих свойств, т.е. выбирается вида

w Ä(p)-, р+ ь. Р (<) .При наличии внешнего возмущения Д в системе возникает переходной процесс и по выходной формируется сигнал ошибки, который через звено 7 наступает на вход корректирующего звена 2, определяемого выражением (I) . Следовательно, с выхода звена 2 на вход релейного элемента поступает сигнал, пропорциональный величине ошибки, ее первой и второй производной„ Именно поэтому скользящий режим релейного элемента не прекратится. Вместе с тем, изменится его характер. Теперь за счет информации об ошибке, ее первой и второй производной„ скользящий режим выберет такую полку, которая обеспечит на выходе рулевого привода 4,. величину 0 =. — и, следовательно, обеспечит полную компенса цию внешнего возмущения g . Именно это объясняет тот известный факт, что в скользящем режиме система регулирования инвариантна к возмущениям. действующим на обьект регулирования, Если возмущение будет изменяться по произвольному закону, то соответственно будет изменяться характер скользящего режима и высота полки реле в скользящем режиме, обеспечивая выполнение условия о " f .Поэтому с этого момента выходная вегрирующего звена 6 будет равна ну. лю.

Внешнее возмущение Е, выходная величина регулятора н выходная величина объекта " представлена на фиг.2. На осциллограммах также виден скользящий режим регулятора, Из приведенных осциллограмм видно, что регулятор в скользящем режиме не только изменяет полку ре— ле, но и меняет ее в соответствии с законом изменения внешнего возмущения, Следовательно, регулятор в скользящем режиме адаптируется (приспосабливается, самонастраивается) к меняющимся внешним условиям, изменяя в скользящем режиме высоту полки реле. Адаптация происходит только за счет скользящего режима, характер которого определяется информацией о состоянии объекта управления, поступающей на вход регулятора о каналу отрицательной обратной с«взи, В предлагаемой системе отсутствуют перестраиваемые коэффициенты и цепи самонастройки.

С другой сторочы, анализ .осциллограмм показывает достаточное быстро— действие процессов адаптации, т.е. практическое выполнение условия

d = — g в течение всего времени дей ствия возмущения. Именно поэтому вы ходкая величина объекта практически не изменяется при действии внешнего возмущения.

Предлагаемая система позволяет практически полностью скомпенсировать внешние возмущения, действующие на объект регулирования за счет организации скользящего режима в течение всего времени существования системы и сделать процесс адаптации практически безынерционным.

Обеспечить скользящий режим в течение всего времени существования системы можно при условии исключения из последовательного корректирующего звена ф„,(p) интегратора,исключения внутренней обратной связи, включающей дифференциатор с изменением коэффициента и форсирующее звено, и замены перестраиваемого коэффициента в прямой цепи релейным элементом. Поскольку этим обеспечивается скользящий режим, то полка реле может автоматически самоустанавливаться на требуемом уровне в зависимости от характера скользящеro режима.

l0

l5

4S

2703 4 личина инерционного звена 5 и инте84270 фиг. 1

Составитель В. Грибова

Редактор H. Кешеля Техред М. Голинка Корректор М. Пожо

Заказ 5096/55 Тираж 940 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская иаб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Этим достигается безынерционность самонастройки и упрощение системы.

Поскол1ку теперь для процесса само . настройки нет необходимости в цепях самонастройки, то они. также исключаются, чем дополнительно достигается упрощение системы.

Использование предлагаемой системы позволит строить высококачественные автопилоты по каналу крена,обладающее свойствами инвариантности к внешним возмущениям и переменным параметрам при существенном упрощении системы управления.

Формула изобретения

Система управления, содержащая последовательно соединенные сумматор

3 6 и первое корректирутощве звено и привод, выходом соединенный через обьект управления со входом второго корректирующего звена, выход которого соединен со входом сумматора, о т л и— ч а ю щ а я с я тем, что, с целыми упрощения и повьвнения быстродействия в нее введен релейный элемент, вход которого соединен с выходом первого корректирующего звена, а выход - со входом привода.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Сб. "Принцип построения и проектирования самонастраивающихся систем

1 И управления. М. Машиностроение °

1972, с. 46.